Что такое «тяжелая вода» и где она находится?

   Регулярно мы слышим фразу «тяжелая вода», а что это такое мало кто знает. Попробуем разобраться, из чего же образуется тяжелая вода и вообще бывает ли такая вода. Ученые разных стран считают, что тяжелая вода очень дорога и дефицитна. Однако если удастся найти дешевый и практичный способ ее получения, то области применения этого редкого соединения. Откроются новые страницы в химии, биологии, а это новые материалы, неизвестные соединения и, может быть, неожиданные формы жизни. Вода в природе бывает нескольких видов, различаемых по входящим в состав молекул изотопам водорода:

  1. обычная вода (протий);
  2. тяжелая или дейтериевая вода;
  3. полутяжёлая;
  4. сверхтяжелая, или тритиевая, (в природе почти не встречается);

   Различается вода и по изотопному составу кислорода. Всего же насчитывается не менее 18 ее изотопных разновидностей. Если мы откроем водопроводный кран и наберем чайник, то там будет не однородная вода, а ее смесь. Получается, что тяжелая вода есть повсюду – в каждой капле! Проблема в том, как ее взять. Ныне во всем мире ее добыча связана с огромными затратами энергии и очень сложным оборудованием. Однако есть предположение, что на планете Земля возможны такие природные ситуации, когда тяжелая и обычная вода на какое-то время отделяются одна от другой – тяжёлая вода из рассеянного, растворенного состояния переходит в концентрированное. Так, может быть, существуют месторождения тяжелой воды? Пока однозначного ответа нет: никто из исследователей этим вопросом прежде не занимался. А вместе с тем известно, что физико-химические свойства тяжёлой воды совсем иные, чем у обычной воды – ее антипода. Так, температура кипения тяжелой воды +101,4°С, а замерзает она при +3,81°С. Ее плотность на 10 процентов больше, чем у обычной. Надо также заметить, что происхождение тяжелой воды, по-видимому, сугубо земное – в космосе ее следов не обнаружено. Мировой океан, ледники, атмосферная влага – вот природные “фабрики” тяжелой воды. Разница в плотности одной и другой разновидностей воды превышает 10%, и поэтому возможны условия, когда переход в твердое состояние при охлаждении происходит вначале у тяжелой воды, а затем у обычной.

   Итак, поскольку есть заметная разница в плотности между тяжёлой и обычной водой, то именно плотность, а также агрегатное состояние и могут служить наиболее чувствительными критериями в поисках возможных месторождений тяжелой воды – ведь эти критерии связаны с температурой окружающей среды. Как известно, окружающая среда наиболее “контрастна” в высоких широтах планеты. Атмосферные осадки влияют на распределение дейтерия по водоемам планеты, однако они никак не влияют на глобальный процесс образования дейтерия, которое убыстряется под воздействием вечной мерзлоты, одновременно идет ассоциация молекул воды. Наконец, наступает критический момент максимальной плотности – температура воды всюду чуть ниже +4°С. И тогда в придонной зоне на некоторых участках интенсивно намораживается рыхлый подводный лед. В отличие от обычного льда он не имеет правильной кристаллической решетки, у него иная структура. Центры его кристаллизации различны: камни, коряги и разные неровности, причем не обязательно лежащие на дне и связанные с мерзлым грунтом. Появляется рыхлый лед на реках глубоких, со спокойным – ламинарным – течением. Подводное ледообразование обычно заканчивается тем, что льдины всплывают на поверхность, хотя в это время никакого другого льда нет. Подводный лед иногда появляется и летом.

   Возникает вопрос: что это за “вода в воде”, которая меняет свое агрегатное состояние, когда установившаяся температура в реке слишком высока для того, чтобы в лед превращалась обычная вода, чтобы, как говорят физики, произошел фазовый переход? Нужно помнить, что тяжелая вода неотличима от обычной, однако потребление ее внутрь организма может вызвать тяжелые отравления. К слову сказать, местные жители высоких широт не употребляют речной лед для приготовления пищи – только озерный лед или снег.

Theme by Danetsoft powered by sambo